GNU Linux-libre 5.4.274-gnu1
[releases.git] / arch / x86 / mm / pageattr.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  * Thanks to Ben LaHaise for precious feedback.
5  */
6 #include <linux/highmem.h>
7 #include <linux/memblock.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/interrupt.h>
11 #include <linux/seq_file.h>
12 #include <linux/debugfs.h>
13 #include <linux/pfn.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/gfp.h>
16 #include <linux/pci.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18
19 #include <asm/e820/api.h>
20 #include <asm/processor.h>
21 #include <asm/tlbflush.h>
22 #include <asm/sections.h>
23 #include <asm/setup.h>
24 #include <linux/uaccess.h>
25 #include <asm/pgalloc.h>
26 #include <asm/proto.h>
27 #include <asm/pat.h>
28 #include <asm/set_memory.h>
29
30 #include "mm_internal.h"
31
32 /*
33  * The current flushing context - we pass it instead of 5 arguments:
34  */
35 struct cpa_data {
36         unsigned long   *vaddr;
37         pgd_t           *pgd;
38         pgprot_t        mask_set;
39         pgprot_t        mask_clr;
40         unsigned long   numpages;
41         unsigned long   curpage;
42         unsigned long   pfn;
43         unsigned int    flags;
44         unsigned int    force_split             : 1,
45                         force_static_prot       : 1,
46                         force_flush_all         : 1;
47         struct page     **pages;
48 };
49
50 enum cpa_warn {
51         CPA_CONFLICT,
52         CPA_PROTECT,
53         CPA_DETECT,
54 };
55
56 static const int cpa_warn_level = CPA_PROTECT;
57
58 /*
59  * Serialize cpa() (for !DEBUG_PAGEALLOC which uses large identity mappings)
60  * using cpa_lock. So that we don't allow any other cpu, with stale large tlb
61  * entries change the page attribute in parallel to some other cpu
62  * splitting a large page entry along with changing the attribute.
63  */
64 static DEFINE_SPINLOCK(cpa_lock);
65
66 #define CPA_FLUSHTLB 1
67 #define CPA_ARRAY 2
68 #define CPA_PAGES_ARRAY 4
69 #define CPA_NO_CHECK_ALIAS 8 /* Do not search for aliases */
70
71 #ifdef CONFIG_PROC_FS
72 static unsigned long direct_pages_count[PG_LEVEL_NUM];
73
74 void update_page_count(int level, unsigned long pages)
75 {
76         /* Protect against CPA */
77         spin_lock(&pgd_lock);
78         direct_pages_count[level] += pages;
79         spin_unlock(&pgd_lock);
80 }
81
82 static void split_page_count(int level)
83 {
84         if (direct_pages_count[level] == 0)
85                 return;
86
87         direct_pages_count[level]--;
88         direct_pages_count[level - 1] += PTRS_PER_PTE;
89 }
90
91 void arch_report_meminfo(struct seq_file *m)
92 {
93         seq_printf(m, "DirectMap4k:    %8lu kB\n",
94                         direct_pages_count[PG_LEVEL_4K] << 2);
95 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
96         seq_printf(m, "DirectMap2M:    %8lu kB\n",
97                         direct_pages_count[PG_LEVEL_2M] << 11);
98 #else
99         seq_printf(m, "DirectMap4M:    %8lu kB\n",
100                         direct_pages_count[PG_LEVEL_2M] << 12);
101 #endif
102         if (direct_gbpages)
103                 seq_printf(m, "DirectMap1G:    %8lu kB\n",
104                         direct_pages_count[PG_LEVEL_1G] << 20);
105 }
106 #else
107 static inline void split_page_count(int level) { }
108 #endif
109
110 #ifdef CONFIG_X86_CPA_STATISTICS
111
112 static unsigned long cpa_1g_checked;
113 static unsigned long cpa_1g_sameprot;
114 static unsigned long cpa_1g_preserved;
115 static unsigned long cpa_2m_checked;
116 static unsigned long cpa_2m_sameprot;
117 static unsigned long cpa_2m_preserved;
118 static unsigned long cpa_4k_install;
119
120 static inline void cpa_inc_1g_checked(void)
121 {
122         cpa_1g_checked++;
123 }
124
125 static inline void cpa_inc_2m_checked(void)
126 {
127         cpa_2m_checked++;
128 }
129
130 static inline void cpa_inc_4k_install(void)
131 {
132         cpa_4k_install++;
133 }
134
135 static inline void cpa_inc_lp_sameprot(int level)
136 {
137         if (level == PG_LEVEL_1G)
138                 cpa_1g_sameprot++;
139         else
140                 cpa_2m_sameprot++;
141 }
142
143 static inline void cpa_inc_lp_preserved(int level)
144 {
145         if (level == PG_LEVEL_1G)
146                 cpa_1g_preserved++;
147         else
148                 cpa_2m_preserved++;
149 }
150
151 static int cpastats_show(struct seq_file *m, void *p)
152 {
153         seq_printf(m, "1G pages checked:     %16lu\n", cpa_1g_checked);
154         seq_printf(m, "1G pages sameprot:    %16lu\n", cpa_1g_sameprot);
155         seq_printf(m, "1G pages preserved:   %16lu\n", cpa_1g_preserved);
156         seq_printf(m, "2M pages checked:     %16lu\n", cpa_2m_checked);
157         seq_printf(m, "2M pages sameprot:    %16lu\n", cpa_2m_sameprot);
158         seq_printf(m, "2M pages preserved:   %16lu\n", cpa_2m_preserved);
159         seq_printf(m, "4K pages set-checked: %16lu\n", cpa_4k_install);
160         return 0;
161 }
162
163 static int cpastats_open(struct inode *inode, struct file *file)
164 {
165         return single_open(file, cpastats_show, NULL);
166 }
167
168 static const struct file_operations cpastats_fops = {
169         .open           = cpastats_open,
170         .read           = seq_read,
171         .llseek         = seq_lseek,
172         .release        = single_release,
173 };
174
175 static int __init cpa_stats_init(void)
176 {
177         debugfs_create_file("cpa_stats", S_IRUSR, arch_debugfs_dir, NULL,
178                             &cpastats_fops);
179         return 0;
180 }
181 late_initcall(cpa_stats_init);
182 #else
183 static inline void cpa_inc_1g_checked(void) { }
184 static inline void cpa_inc_2m_checked(void) { }
185 static inline void cpa_inc_4k_install(void) { }
186 static inline void cpa_inc_lp_sameprot(int level) { }
187 static inline void cpa_inc_lp_preserved(int level) { }
188 #endif
189
190
191 static inline int
192 within(unsigned long addr, unsigned long start, unsigned long end)
193 {
194         return addr >= start && addr < end;
195 }
196
197 static inline int
198 within_inclusive(unsigned long addr, unsigned long start, unsigned long end)
199 {
200         return addr >= start && addr <= end;
201 }
202
203 #ifdef CONFIG_X86_64
204
205 static inline unsigned long highmap_start_pfn(void)
206 {
207         return __pa_symbol(_text) >> PAGE_SHIFT;
208 }
209
210 static inline unsigned long highmap_end_pfn(void)
211 {
212         /* Do not reference physical address outside the kernel. */
213         return __pa_symbol(roundup(_brk_end, PMD_SIZE) - 1) >> PAGE_SHIFT;
214 }
215
216 static bool __cpa_pfn_in_highmap(unsigned long pfn)
217 {
218         /*
219          * Kernel text has an alias mapping at a high address, known
220          * here as "highmap".
221          */
222         return within_inclusive(pfn, highmap_start_pfn(), highmap_end_pfn());
223 }
224
225 #else
226
227 static bool __cpa_pfn_in_highmap(unsigned long pfn)
228 {
229         /* There is no highmap on 32-bit */
230         return false;
231 }
232
233 #endif
234
235 /*
236  * See set_mce_nospec().
237  *
238  * Machine check recovery code needs to change cache mode of poisoned pages to
239  * UC to avoid speculative access logging another error. But passing the
240  * address of the 1:1 mapping to set_memory_uc() is a fine way to encourage a
241  * speculative access. So we cheat and flip the top bit of the address. This
242  * works fine for the code that updates the page tables. But at the end of the
243  * process we need to flush the TLB and cache and the non-canonical address
244  * causes a #GP fault when used by the INVLPG and CLFLUSH instructions.
245  *
246  * But in the common case we already have a canonical address. This code
247  * will fix the top bit if needed and is a no-op otherwise.
248  */
249 static inline unsigned long fix_addr(unsigned long addr)
250 {
251 #ifdef CONFIG_X86_64
252         return (long)(addr << 1) >> 1;
253 #else
254         return addr;
255 #endif
256 }
257
258 static unsigned long __cpa_addr(struct cpa_data *cpa, unsigned long idx)
259 {
260         if (cpa->flags & CPA_PAGES_ARRAY) {
261                 struct page *page = cpa->pages[idx];
262
263                 if (unlikely(PageHighMem(page)))
264                         return 0;
265
266                 return (unsigned long)page_address(page);
267         }
268
269         if (cpa->flags & CPA_ARRAY)
270                 return cpa->vaddr[idx];
271
272         return *cpa->vaddr + idx * PAGE_SIZE;
273 }
274
275 /*
276  * Flushing functions
277  */
278
279 static void clflush_cache_range_opt(void *vaddr, unsigned int size)
280 {
281         const unsigned long clflush_size = boot_cpu_data.x86_clflush_size;
282         void *p = (void *)((unsigned long)vaddr & ~(clflush_size - 1));
283         void *vend = vaddr + size;
284
285         if (p >= vend)
286                 return;
287
288         for (; p < vend; p += clflush_size)
289                 clflushopt(p);
290 }
291
292 /**
293  * clflush_cache_range - flush a cache range with clflush
294  * @vaddr:      virtual start address
295  * @size:       number of bytes to flush
296  *
297  * CLFLUSHOPT is an unordered instruction which needs fencing with MFENCE or
298  * SFENCE to avoid ordering issues.
299  */
300 void clflush_cache_range(void *vaddr, unsigned int size)
301 {
302         mb();
303         clflush_cache_range_opt(vaddr, size);
304         mb();
305 }
306 EXPORT_SYMBOL_GPL(clflush_cache_range);
307
308 void arch_invalidate_pmem(void *addr, size_t size)
309 {
310         clflush_cache_range(addr, size);
311 }
312 EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_invalidate_pmem);
313
314 static void __cpa_flush_all(void *arg)
315 {
316         unsigned long cache = (unsigned long)arg;
317
318         /*
319          * Flush all to work around Errata in early athlons regarding
320          * large page flushing.
321          */
322         __flush_tlb_all();
323
324         if (cache && boot_cpu_data.x86 >= 4)
325                 wbinvd();
326 }
327
328 static void cpa_flush_all(unsigned long cache)
329 {
330         BUG_ON(irqs_disabled() && !early_boot_irqs_disabled);
331
332         on_each_cpu(__cpa_flush_all, (void *) cache, 1);
333 }
334
335 void __cpa_flush_tlb(void *data)
336 {
337         struct cpa_data *cpa = data;
338         unsigned int i;
339
340         for (i = 0; i < cpa->numpages; i++)
341                 __flush_tlb_one_kernel(fix_addr(__cpa_addr(cpa, i)));
342 }
343
344 static void cpa_flush(struct cpa_data *data, int cache)
345 {
346         struct cpa_data *cpa = data;
347         unsigned int i;
348
349         BUG_ON(irqs_disabled() && !early_boot_irqs_disabled);
350
351         if (cache && !static_cpu_has(X86_FEATURE_CLFLUSH)) {
352                 cpa_flush_all(cache);
353                 return;
354         }
355
356         if (cpa->force_flush_all || cpa->numpages > tlb_single_page_flush_ceiling)
357                 flush_tlb_all();
358         else
359                 on_each_cpu(__cpa_flush_tlb, cpa, 1);
360
361         if (!cache)
362                 return;
363
364         mb();
365         for (i = 0; i < cpa->numpages; i++) {
366                 unsigned long addr = __cpa_addr(cpa, i);
367                 unsigned int level;
368
369                 pte_t *pte = lookup_address(addr, &level);
370
371                 /*
372                  * Only flush present addresses:
373                  */
374                 if (pte && (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT))
375                         clflush_cache_range_opt((void *)fix_addr(addr), PAGE_SIZE);
376         }
377         mb();
378 }
379
380 static bool overlaps(unsigned long r1_start, unsigned long r1_end,
381                      unsigned long r2_start, unsigned long r2_end)
382 {
383         return (r1_start <= r2_end && r1_end >= r2_start) ||
384                 (r2_start <= r1_end && r2_end >= r1_start);
385 }
386
387 #ifdef CONFIG_PCI_BIOS
388 /*
389  * The BIOS area between 640k and 1Mb needs to be executable for PCI BIOS
390  * based config access (CONFIG_PCI_GOBIOS) support.
391  */
392 #define BIOS_PFN        PFN_DOWN(BIOS_BEGIN)
393 #define BIOS_PFN_END    PFN_DOWN(BIOS_END - 1)
394
395 static pgprotval_t protect_pci_bios(unsigned long spfn, unsigned long epfn)
396 {
397         if (pcibios_enabled && overlaps(spfn, epfn, BIOS_PFN, BIOS_PFN_END))
398                 return _PAGE_NX;
399         return 0;
400 }
401 #else
402 static pgprotval_t protect_pci_bios(unsigned long spfn, unsigned long epfn)
403 {
404         return 0;
405 }
406 #endif
407
408 /*
409  * The .rodata section needs to be read-only. Using the pfn catches all
410  * aliases.  This also includes __ro_after_init, so do not enforce until
411  * kernel_set_to_readonly is true.
412  */
413 static pgprotval_t protect_rodata(unsigned long spfn, unsigned long epfn)
414 {
415         unsigned long epfn_ro, spfn_ro = PFN_DOWN(__pa_symbol(__start_rodata));
416
417         /*
418          * Note: __end_rodata is at page aligned and not inclusive, so
419          * subtract 1 to get the last enforced PFN in the rodata area.
420          */
421         epfn_ro = PFN_DOWN(__pa_symbol(__end_rodata)) - 1;
422
423         if (kernel_set_to_readonly && overlaps(spfn, epfn, spfn_ro, epfn_ro))
424                 return _PAGE_RW;
425         return 0;
426 }
427
428 /*
429  * Protect kernel text against becoming non executable by forbidding
430  * _PAGE_NX.  This protects only the high kernel mapping (_text -> _etext)
431  * out of which the kernel actually executes.  Do not protect the low
432  * mapping.
433  *
434  * This does not cover __inittext since that is gone after boot.
435  */
436 static pgprotval_t protect_kernel_text(unsigned long start, unsigned long end)
437 {
438         unsigned long t_end = (unsigned long)_etext - 1;
439         unsigned long t_start = (unsigned long)_text;
440
441         if (overlaps(start, end, t_start, t_end))
442                 return _PAGE_NX;
443         return 0;
444 }
445
446 #if defined(CONFIG_X86_64)
447 /*
448  * Once the kernel maps the text as RO (kernel_set_to_readonly is set),
449  * kernel text mappings for the large page aligned text, rodata sections
450  * will be always read-only. For the kernel identity mappings covering the
451  * holes caused by this alignment can be anything that user asks.
452  *
453  * This will preserve the large page mappings for kernel text/data at no
454  * extra cost.
455  */
456 static pgprotval_t protect_kernel_text_ro(unsigned long start,
457                                           unsigned long end)
458 {
459         unsigned long t_end = (unsigned long)__end_rodata_hpage_align - 1;
460         unsigned long t_start = (unsigned long)_text;
461         unsigned int level;
462
463         if (!kernel_set_to_readonly || !overlaps(start, end, t_start, t_end))
464                 return 0;
465         /*
466          * Don't enforce the !RW mapping for the kernel text mapping, if
467          * the current mapping is already using small page mapping.  No
468          * need to work hard to preserve large page mappings in this case.
469          *
470          * This also fixes the Linux Xen paravirt guest boot failure caused
471          * by unexpected read-only mappings for kernel identity
472          * mappings. In this paravirt guest case, the kernel text mapping
473          * and the kernel identity mapping share the same page-table pages,
474          * so the protections for kernel text and identity mappings have to
475          * be the same.
476          */
477         if (lookup_address(start, &level) && (level != PG_LEVEL_4K))
478                 return _PAGE_RW;
479         return 0;
480 }
481 #else
482 static pgprotval_t protect_kernel_text_ro(unsigned long start,
483                                           unsigned long end)
484 {
485         return 0;
486 }
487 #endif
488
489 static inline bool conflicts(pgprot_t prot, pgprotval_t val)
490 {
491         return (pgprot_val(prot) & ~val) != pgprot_val(prot);
492 }
493
494 static inline void check_conflict(int warnlvl, pgprot_t prot, pgprotval_t val,
495                                   unsigned long start, unsigned long end,
496                                   unsigned long pfn, const char *txt)
497 {
498         static const char *lvltxt[] = {
499                 [CPA_CONFLICT]  = "conflict",
500                 [CPA_PROTECT]   = "protect",
501                 [CPA_DETECT]    = "detect",
502         };
503
504         if (warnlvl > cpa_warn_level || !conflicts(prot, val))
505                 return;
506
507         pr_warn("CPA %8s %10s: 0x%016lx - 0x%016lx PFN %lx req %016llx prevent %016llx\n",
508                 lvltxt[warnlvl], txt, start, end, pfn, (unsigned long long)pgprot_val(prot),
509                 (unsigned long long)val);
510 }
511
512 /*
513  * Certain areas of memory on x86 require very specific protection flags,
514  * for example the BIOS area or kernel text. Callers don't always get this
515  * right (again, ioremap() on BIOS memory is not uncommon) so this function
516  * checks and fixes these known static required protection bits.
517  */
518 static inline pgprot_t static_protections(pgprot_t prot, unsigned long start,
519                                           unsigned long pfn, unsigned long npg,
520                                           unsigned long lpsize, int warnlvl)
521 {
522         pgprotval_t forbidden, res;
523         unsigned long end;
524
525         /*
526          * There is no point in checking RW/NX conflicts when the requested
527          * mapping is setting the page !PRESENT.
528          */
529         if (!(pgprot_val(prot) & _PAGE_PRESENT))
530                 return prot;
531
532         /* Operate on the virtual address */
533         end = start + npg * PAGE_SIZE - 1;
534
535         res = protect_kernel_text(start, end);
536         check_conflict(warnlvl, prot, res, start, end, pfn, "Text NX");
537         forbidden = res;
538
539         /*
540          * Special case to preserve a large page. If the change spawns the
541          * full large page mapping then there is no point to split it
542          * up. Happens with ftrace and is going to be removed once ftrace
543          * switched to text_poke().
544          */
545         if (lpsize != (npg * PAGE_SIZE) || (start & (lpsize - 1))) {
546                 res = protect_kernel_text_ro(start, end);
547                 check_conflict(warnlvl, prot, res, start, end, pfn, "Text RO");
548                 forbidden |= res;
549         }
550
551         /* Check the PFN directly */
552         res = protect_pci_bios(pfn, pfn + npg - 1);
553         check_conflict(warnlvl, prot, res, start, end, pfn, "PCIBIOS NX");
554         forbidden |= res;
555
556         res = protect_rodata(pfn, pfn + npg - 1);
557         check_conflict(warnlvl, prot, res, start, end, pfn, "Rodata RO");
558         forbidden |= res;
559
560         return __pgprot(pgprot_val(prot) & ~forbidden);
561 }
562
563 /*
564  * Lookup the page table entry for a virtual address in a specific pgd.
565  * Return a pointer to the entry and the level of the mapping.
566  */
567 pte_t *lookup_address_in_pgd(pgd_t *pgd, unsigned long address,
568                              unsigned int *level)
569 {
570         p4d_t *p4d;
571         pud_t *pud;
572         pmd_t *pmd;
573
574         *level = PG_LEVEL_NONE;
575
576         if (pgd_none(*pgd))
577                 return NULL;
578
579         p4d = p4d_offset(pgd, address);
580         if (p4d_none(*p4d))
581                 return NULL;
582
583         *level = PG_LEVEL_512G;
584         if (p4d_large(*p4d) || !p4d_present(*p4d))
585                 return (pte_t *)p4d;
586
587         pud = pud_offset(p4d, address);
588         if (pud_none(*pud))
589                 return NULL;
590
591         *level = PG_LEVEL_1G;
592         if (pud_large(*pud) || !pud_present(*pud))
593                 return (pte_t *)pud;
594
595         pmd = pmd_offset(pud, address);
596         if (pmd_none(*pmd))
597                 return NULL;
598
599         *level = PG_LEVEL_2M;
600         if (pmd_large(*pmd) || !pmd_present(*pmd))
601                 return (pte_t *)pmd;
602
603         *level = PG_LEVEL_4K;
604
605         return pte_offset_kernel(pmd, address);
606 }
607
608 /*
609  * Lookup the page table entry for a virtual address. Return a pointer
610  * to the entry and the level of the mapping.
611  *
612  * Note: We return pud and pmd either when the entry is marked large
613  * or when the present bit is not set. Otherwise we would return a
614  * pointer to a nonexisting mapping.
615  */
616 pte_t *lookup_address(unsigned long address, unsigned int *level)
617 {
618         return lookup_address_in_pgd(pgd_offset_k(address), address, level);
619 }
620 EXPORT_SYMBOL_GPL(lookup_address);
621
622 static pte_t *_lookup_address_cpa(struct cpa_data *cpa, unsigned long address,
623                                   unsigned int *level)
624 {
625         if (cpa->pgd)
626                 return lookup_address_in_pgd(cpa->pgd + pgd_index(address),
627                                                address, level);
628
629         return lookup_address(address, level);
630 }
631
632 /*
633  * Lookup the PMD entry for a virtual address. Return a pointer to the entry
634  * or NULL if not present.
635  */
636 pmd_t *lookup_pmd_address(unsigned long address)
637 {
638         pgd_t *pgd;
639         p4d_t *p4d;
640         pud_t *pud;
641
642         pgd = pgd_offset_k(address);
643         if (pgd_none(*pgd))
644                 return NULL;
645
646         p4d = p4d_offset(pgd, address);
647         if (p4d_none(*p4d) || p4d_large(*p4d) || !p4d_present(*p4d))
648                 return NULL;
649
650         pud = pud_offset(p4d, address);
651         if (pud_none(*pud) || pud_large(*pud) || !pud_present(*pud))
652                 return NULL;
653
654         return pmd_offset(pud, address);
655 }
656
657 /*
658  * This is necessary because __pa() does not work on some
659  * kinds of memory, like vmalloc() or the alloc_remap()
660  * areas on 32-bit NUMA systems.  The percpu areas can
661  * end up in this kind of memory, for instance.
662  *
663  * This could be optimized, but it is only intended to be
664  * used at inititalization time, and keeping it
665  * unoptimized should increase the testing coverage for
666  * the more obscure platforms.
667  */
668 phys_addr_t slow_virt_to_phys(void *__virt_addr)
669 {
670         unsigned long virt_addr = (unsigned long)__virt_addr;
671         phys_addr_t phys_addr;
672         unsigned long offset;
673         enum pg_level level;
674         pte_t *pte;
675
676         pte = lookup_address(virt_addr, &level);
677         BUG_ON(!pte);
678
679         /*
680          * pXX_pfn() returns unsigned long, which must be cast to phys_addr_t
681          * before being left-shifted PAGE_SHIFT bits -- this trick is to
682          * make 32-PAE kernel work correctly.
683          */
684         switch (level) {
685         case PG_LEVEL_1G:
686                 phys_addr = (phys_addr_t)pud_pfn(*(pud_t *)pte) << PAGE_SHIFT;
687                 offset = virt_addr & ~PUD_PAGE_MASK;
688                 break;
689         case PG_LEVEL_2M:
690                 phys_addr = (phys_addr_t)pmd_pfn(*(pmd_t *)pte) << PAGE_SHIFT;
691                 offset = virt_addr & ~PMD_PAGE_MASK;
692                 break;
693         default:
694                 phys_addr = (phys_addr_t)pte_pfn(*pte) << PAGE_SHIFT;
695                 offset = virt_addr & ~PAGE_MASK;
696         }
697
698         return (phys_addr_t)(phys_addr | offset);
699 }
700 EXPORT_SYMBOL_GPL(slow_virt_to_phys);
701
702 /*
703  * Set the new pmd in all the pgds we know about:
704  */
705 static void __set_pmd_pte(pte_t *kpte, unsigned long address, pte_t pte)
706 {
707         /* change init_mm */
708         set_pte_atomic(kpte, pte);
709 #ifdef CONFIG_X86_32
710         if (!SHARED_KERNEL_PMD) {
711                 struct page *page;
712
713                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
714                         pgd_t *pgd;
715                         p4d_t *p4d;
716                         pud_t *pud;
717                         pmd_t *pmd;
718
719                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
720                         p4d = p4d_offset(pgd, address);
721                         pud = pud_offset(p4d, address);
722                         pmd = pmd_offset(pud, address);
723                         set_pte_atomic((pte_t *)pmd, pte);
724                 }
725         }
726 #endif
727 }
728
729 static pgprot_t pgprot_clear_protnone_bits(pgprot_t prot)
730 {
731         /*
732          * _PAGE_GLOBAL means "global page" for present PTEs.
733          * But, it is also used to indicate _PAGE_PROTNONE
734          * for non-present PTEs.
735          *
736          * This ensures that a _PAGE_GLOBAL PTE going from
737          * present to non-present is not confused as
738          * _PAGE_PROTNONE.
739          */
740         if (!(pgprot_val(prot) & _PAGE_PRESENT))
741                 pgprot_val(prot) &= ~_PAGE_GLOBAL;
742
743         return prot;
744 }
745
746 static int __should_split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address,
747                                      struct cpa_data *cpa)
748 {
749         unsigned long numpages, pmask, psize, lpaddr, pfn, old_pfn;
750         pgprot_t old_prot, new_prot, req_prot, chk_prot;
751         pte_t new_pte, *tmp;
752         enum pg_level level;
753
754         /*
755          * Check for races, another CPU might have split this page
756          * up already:
757          */
758         tmp = _lookup_address_cpa(cpa, address, &level);
759         if (tmp != kpte)
760                 return 1;
761
762         switch (level) {
763         case PG_LEVEL_2M:
764                 old_prot = pmd_pgprot(*(pmd_t *)kpte);
765                 old_pfn = pmd_pfn(*(pmd_t *)kpte);
766                 cpa_inc_2m_checked();
767                 break;
768         case PG_LEVEL_1G:
769                 old_prot = pud_pgprot(*(pud_t *)kpte);
770                 old_pfn = pud_pfn(*(pud_t *)kpte);
771                 cpa_inc_1g_checked();
772                 break;
773         default:
774                 return -EINVAL;
775         }
776
777         psize = page_level_size(level);
778         pmask = page_level_mask(level);
779
780         /*
781          * Calculate the number of pages, which fit into this large
782          * page starting at address:
783          */
784         lpaddr = (address + psize) & pmask;
785         numpages = (lpaddr - address) >> PAGE_SHIFT;
786         if (numpages < cpa->numpages)
787                 cpa->numpages = numpages;
788
789         /*
790          * We are safe now. Check whether the new pgprot is the same:
791          * Convert protection attributes to 4k-format, as cpa->mask* are set
792          * up accordingly.
793          */
794
795         /* Clear PSE (aka _PAGE_PAT) and move PAT bit to correct position */
796         req_prot = pgprot_large_2_4k(old_prot);
797
798         pgprot_val(req_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
799         pgprot_val(req_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
800
801         /*
802          * req_prot is in format of 4k pages. It must be converted to large
803          * page format: the caching mode includes the PAT bit located at
804          * different bit positions in the two formats.
805          */
806         req_prot = pgprot_4k_2_large(req_prot);
807         req_prot = pgprot_clear_protnone_bits(req_prot);
808         if (pgprot_val(req_prot) & _PAGE_PRESENT)
809                 pgprot_val(req_prot) |= _PAGE_PSE;
810
811         /*
812          * old_pfn points to the large page base pfn. So we need to add the
813          * offset of the virtual address:
814          */
815         pfn = old_pfn + ((address & (psize - 1)) >> PAGE_SHIFT);
816         cpa->pfn = pfn;
817
818         /*
819          * Calculate the large page base address and the number of 4K pages
820          * in the large page
821          */
822         lpaddr = address & pmask;
823         numpages = psize >> PAGE_SHIFT;
824
825         /*
826          * Sanity check that the existing mapping is correct versus the static
827          * protections. static_protections() guards against !PRESENT, so no
828          * extra conditional required here.
829          */
830         chk_prot = static_protections(old_prot, lpaddr, old_pfn, numpages,
831                                       psize, CPA_CONFLICT);
832
833         if (WARN_ON_ONCE(pgprot_val(chk_prot) != pgprot_val(old_prot))) {
834                 /*
835                  * Split the large page and tell the split code to
836                  * enforce static protections.
837                  */
838                 cpa->force_static_prot = 1;
839                 return 1;
840         }
841
842         /*
843          * Optimization: If the requested pgprot is the same as the current
844          * pgprot, then the large page can be preserved and no updates are
845          * required independent of alignment and length of the requested
846          * range. The above already established that the current pgprot is
847          * correct, which in consequence makes the requested pgprot correct
848          * as well if it is the same. The static protection scan below will
849          * not come to a different conclusion.
850          */
851         if (pgprot_val(req_prot) == pgprot_val(old_prot)) {
852                 cpa_inc_lp_sameprot(level);
853                 return 0;
854         }
855
856         /*
857          * If the requested range does not cover the full page, split it up
858          */
859         if (address != lpaddr || cpa->numpages != numpages)
860                 return 1;
861
862         /*
863          * Check whether the requested pgprot is conflicting with a static
864          * protection requirement in the large page.
865          */
866         new_prot = static_protections(req_prot, lpaddr, old_pfn, numpages,
867                                       psize, CPA_DETECT);
868
869         /*
870          * If there is a conflict, split the large page.
871          *
872          * There used to be a 4k wise evaluation trying really hard to
873          * preserve the large pages, but experimentation has shown, that this
874          * does not help at all. There might be corner cases which would
875          * preserve one large page occasionally, but it's really not worth the
876          * extra code and cycles for the common case.
877          */
878         if (pgprot_val(req_prot) != pgprot_val(new_prot))
879                 return 1;
880
881         /* All checks passed. Update the large page mapping. */
882         new_pte = pfn_pte(old_pfn, new_prot);
883         __set_pmd_pte(kpte, address, new_pte);
884         cpa->flags |= CPA_FLUSHTLB;
885         cpa_inc_lp_preserved(level);
886         return 0;
887 }
888
889 static int should_split_large_page(pte_t *kpte, unsigned long address,
890                                    struct cpa_data *cpa)
891 {
892         int do_split;
893
894         if (cpa->force_split)
895                 return 1;
896
897         spin_lock(&pgd_lock);
898         do_split = __should_split_large_page(kpte, address, cpa);
899         spin_unlock(&pgd_lock);
900
901         return do_split;
902 }
903
904 static void split_set_pte(struct cpa_data *cpa, pte_t *pte, unsigned long pfn,
905                           pgprot_t ref_prot, unsigned long address,
906                           unsigned long size)
907 {
908         unsigned int npg = PFN_DOWN(size);
909         pgprot_t prot;
910
911         /*
912          * If should_split_large_page() discovered an inconsistent mapping,
913          * remove the invalid protection in the split mapping.
914          */
915         if (!cpa->force_static_prot)
916                 goto set;
917
918         /* Hand in lpsize = 0 to enforce the protection mechanism */
919         prot = static_protections(ref_prot, address, pfn, npg, 0, CPA_PROTECT);
920
921         if (pgprot_val(prot) == pgprot_val(ref_prot))
922                 goto set;
923
924         /*
925          * If this is splitting a PMD, fix it up. PUD splits cannot be
926          * fixed trivially as that would require to rescan the newly
927          * installed PMD mappings after returning from split_large_page()
928          * so an eventual further split can allocate the necessary PTE
929          * pages. Warn for now and revisit it in case this actually
930          * happens.
931          */
932         if (size == PAGE_SIZE)
933                 ref_prot = prot;
934         else
935                 pr_warn_once("CPA: Cannot fixup static protections for PUD split\n");
936 set:
937         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, ref_prot));
938 }
939
940 static int
941 __split_large_page(struct cpa_data *cpa, pte_t *kpte, unsigned long address,
942                    struct page *base)
943 {
944         unsigned long lpaddr, lpinc, ref_pfn, pfn, pfninc = 1;
945         pte_t *pbase = (pte_t *)page_address(base);
946         unsigned int i, level;
947         pgprot_t ref_prot;
948         pte_t *tmp;
949
950         spin_lock(&pgd_lock);
951         /*
952          * Check for races, another CPU might have split this page
953          * up for us already:
954          */
955         tmp = _lookup_address_cpa(cpa, address, &level);
956         if (tmp != kpte) {
957                 spin_unlock(&pgd_lock);
958                 return 1;
959         }
960
961         paravirt_alloc_pte(&init_mm, page_to_pfn(base));
962
963         switch (level) {
964         case PG_LEVEL_2M:
965                 ref_prot = pmd_pgprot(*(pmd_t *)kpte);
966                 /*
967                  * Clear PSE (aka _PAGE_PAT) and move
968                  * PAT bit to correct position.
969                  */
970                 ref_prot = pgprot_large_2_4k(ref_prot);
971                 ref_pfn = pmd_pfn(*(pmd_t *)kpte);
972                 lpaddr = address & PMD_MASK;
973                 lpinc = PAGE_SIZE;
974                 break;
975
976         case PG_LEVEL_1G:
977                 ref_prot = pud_pgprot(*(pud_t *)kpte);
978                 ref_pfn = pud_pfn(*(pud_t *)kpte);
979                 pfninc = PMD_PAGE_SIZE >> PAGE_SHIFT;
980                 lpaddr = address & PUD_MASK;
981                 lpinc = PMD_SIZE;
982                 /*
983                  * Clear the PSE flags if the PRESENT flag is not set
984                  * otherwise pmd_present/pmd_huge will return true
985                  * even on a non present pmd.
986                  */
987                 if (!(pgprot_val(ref_prot) & _PAGE_PRESENT))
988                         pgprot_val(ref_prot) &= ~_PAGE_PSE;
989                 break;
990
991         default:
992                 spin_unlock(&pgd_lock);
993                 return 1;
994         }
995
996         ref_prot = pgprot_clear_protnone_bits(ref_prot);
997
998         /*
999          * Get the target pfn from the original entry:
1000          */
1001         pfn = ref_pfn;
1002         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++, pfn += pfninc, lpaddr += lpinc)
1003                 split_set_pte(cpa, pbase + i, pfn, ref_prot, lpaddr, lpinc);
1004
1005         if (virt_addr_valid(address)) {
1006                 unsigned long pfn = PFN_DOWN(__pa(address));
1007
1008                 if (pfn_range_is_mapped(pfn, pfn + 1))
1009                         split_page_count(level);
1010         }
1011
1012         /*
1013          * Install the new, split up pagetable.
1014          *
1015          * We use the standard kernel pagetable protections for the new
1016          * pagetable protections, the actual ptes set above control the
1017          * primary protection behavior:
1018          */
1019         __set_pmd_pte(kpte, address, mk_pte(base, __pgprot(_KERNPG_TABLE)));
1020
1021         /*
1022          * Do a global flush tlb after splitting the large page
1023          * and before we do the actual change page attribute in the PTE.
1024          *
1025          * Without this, we violate the TLB application note, that says:
1026          * "The TLBs may contain both ordinary and large-page
1027          *  translations for a 4-KByte range of linear addresses. This
1028          *  may occur if software modifies the paging structures so that
1029          *  the page size used for the address range changes. If the two
1030          *  translations differ with respect to page frame or attributes
1031          *  (e.g., permissions), processor behavior is undefined and may
1032          *  be implementation-specific."
1033          *
1034          * We do this global tlb flush inside the cpa_lock, so that we
1035          * don't allow any other cpu, with stale tlb entries change the
1036          * page attribute in parallel, that also falls into the
1037          * just split large page entry.
1038          */
1039         flush_tlb_all();
1040         spin_unlock(&pgd_lock);
1041
1042         return 0;
1043 }
1044
1045 static int split_large_page(struct cpa_data *cpa, pte_t *kpte,
1046                             unsigned long address)
1047 {
1048         struct page *base;
1049
1050         if (!debug_pagealloc_enabled())
1051                 spin_unlock(&cpa_lock);
1052         base = alloc_pages(GFP_KERNEL, 0);
1053         if (!debug_pagealloc_enabled())
1054                 spin_lock(&cpa_lock);
1055         if (!base)
1056                 return -ENOMEM;
1057
1058         if (__split_large_page(cpa, kpte, address, base))
1059                 __free_page(base);
1060
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 static bool try_to_free_pte_page(pte_t *pte)
1065 {
1066         int i;
1067
1068         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
1069                 if (!pte_none(pte[i]))
1070                         return false;
1071
1072         free_page((unsigned long)pte);
1073         return true;
1074 }
1075
1076 static bool try_to_free_pmd_page(pmd_t *pmd)
1077 {
1078         int i;
1079
1080         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++)
1081                 if (!pmd_none(pmd[i]))
1082                         return false;
1083
1084         free_page((unsigned long)pmd);
1085         return true;
1086 }
1087
1088 static bool unmap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long start, unsigned long end)
1089 {
1090         pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, start);
1091
1092         while (start < end) {
1093                 set_pte(pte, __pte(0));
1094
1095                 start += PAGE_SIZE;
1096                 pte++;
1097         }
1098
1099         if (try_to_free_pte_page((pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmd))) {
1100                 pmd_clear(pmd);
1101                 return true;
1102         }
1103         return false;
1104 }
1105
1106 static void __unmap_pmd_range(pud_t *pud, pmd_t *pmd,
1107                               unsigned long start, unsigned long end)
1108 {
1109         if (unmap_pte_range(pmd, start, end))
1110                 if (try_to_free_pmd_page((pmd_t *)pud_page_vaddr(*pud)))
1111                         pud_clear(pud);
1112 }
1113
1114 static void unmap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long start, unsigned long end)
1115 {
1116         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, start);
1117
1118         /*
1119          * Not on a 2MB page boundary?
1120          */
1121         if (start & (PMD_SIZE - 1)) {
1122                 unsigned long next_page = (start + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
1123                 unsigned long pre_end = min_t(unsigned long, end, next_page);
1124
1125                 __unmap_pmd_range(pud, pmd, start, pre_end);
1126
1127                 start = pre_end;
1128                 pmd++;
1129         }
1130
1131         /*
1132          * Try to unmap in 2M chunks.
1133          */
1134         while (end - start >= PMD_SIZE) {
1135                 if (pmd_large(*pmd))
1136                         pmd_clear(pmd);
1137                 else
1138                         __unmap_pmd_range(pud, pmd, start, start + PMD_SIZE);
1139
1140                 start += PMD_SIZE;
1141                 pmd++;
1142         }
1143
1144         /*
1145          * 4K leftovers?
1146          */
1147         if (start < end)
1148                 return __unmap_pmd_range(pud, pmd, start, end);
1149
1150         /*
1151          * Try again to free the PMD page if haven't succeeded above.
1152          */
1153         if (!pud_none(*pud))
1154                 if (try_to_free_pmd_page((pmd_t *)pud_page_vaddr(*pud)))
1155                         pud_clear(pud);
1156 }
1157
1158 static void unmap_pud_range(p4d_t *p4d, unsigned long start, unsigned long end)
1159 {
1160         pud_t *pud = pud_offset(p4d, start);
1161
1162         /*
1163          * Not on a GB page boundary?
1164          */
1165         if (start & (PUD_SIZE - 1)) {
1166                 unsigned long next_page = (start + PUD_SIZE) & PUD_MASK;
1167                 unsigned long pre_end   = min_t(unsigned long, end, next_page);
1168
1169                 unmap_pmd_range(pud, start, pre_end);
1170
1171                 start = pre_end;
1172                 pud++;
1173         }
1174
1175         /*
1176          * Try to unmap in 1G chunks?
1177          */
1178         while (end - start >= PUD_SIZE) {
1179
1180                 if (pud_large(*pud))
1181                         pud_clear(pud);
1182                 else
1183                         unmap_pmd_range(pud, start, start + PUD_SIZE);
1184
1185                 start += PUD_SIZE;
1186                 pud++;
1187         }
1188
1189         /*
1190          * 2M leftovers?
1191          */
1192         if (start < end)
1193                 unmap_pmd_range(pud, start, end);
1194
1195         /*
1196          * No need to try to free the PUD page because we'll free it in
1197          * populate_pgd's error path
1198          */
1199 }
1200
1201 static int alloc_pte_page(pmd_t *pmd)
1202 {
1203         pte_t *pte = (pte_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1204         if (!pte)
1205                 return -1;
1206
1207         set_pmd(pmd, __pmd(__pa(pte) | _KERNPG_TABLE));
1208         return 0;
1209 }
1210
1211 static int alloc_pmd_page(pud_t *pud)
1212 {
1213         pmd_t *pmd = (pmd_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1214         if (!pmd)
1215                 return -1;
1216
1217         set_pud(pud, __pud(__pa(pmd) | _KERNPG_TABLE));
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 static void populate_pte(struct cpa_data *cpa,
1222                          unsigned long start, unsigned long end,
1223                          unsigned num_pages, pmd_t *pmd, pgprot_t pgprot)
1224 {
1225         pte_t *pte;
1226
1227         pte = pte_offset_kernel(pmd, start);
1228
1229         pgprot = pgprot_clear_protnone_bits(pgprot);
1230
1231         while (num_pages-- && start < end) {
1232                 set_pte(pte, pfn_pte(cpa->pfn, pgprot));
1233
1234                 start    += PAGE_SIZE;
1235                 cpa->pfn++;
1236                 pte++;
1237         }
1238 }
1239
1240 static long populate_pmd(struct cpa_data *cpa,
1241                          unsigned long start, unsigned long end,
1242                          unsigned num_pages, pud_t *pud, pgprot_t pgprot)
1243 {
1244         long cur_pages = 0;
1245         pmd_t *pmd;
1246         pgprot_t pmd_pgprot;
1247
1248         /*
1249          * Not on a 2M boundary?
1250          */
1251         if (start & (PMD_SIZE - 1)) {
1252                 unsigned long pre_end = start + (num_pages << PAGE_SHIFT);
1253                 unsigned long next_page = (start + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
1254
1255                 pre_end   = min_t(unsigned long, pre_end, next_page);
1256                 cur_pages = (pre_end - start) >> PAGE_SHIFT;
1257                 cur_pages = min_t(unsigned int, num_pages, cur_pages);
1258
1259                 /*
1260                  * Need a PTE page?
1261                  */
1262                 pmd = pmd_offset(pud, start);
1263                 if (pmd_none(*pmd))
1264                         if (alloc_pte_page(pmd))
1265                                 return -1;
1266
1267                 populate_pte(cpa, start, pre_end, cur_pages, pmd, pgprot);
1268
1269                 start = pre_end;
1270         }
1271
1272         /*
1273          * We mapped them all?
1274          */
1275         if (num_pages == cur_pages)
1276                 return cur_pages;
1277
1278         pmd_pgprot = pgprot_4k_2_large(pgprot);
1279
1280         while (end - start >= PMD_SIZE) {
1281
1282                 /*
1283                  * We cannot use a 1G page so allocate a PMD page if needed.
1284                  */
1285                 if (pud_none(*pud))
1286                         if (alloc_pmd_page(pud))
1287                                 return -1;
1288
1289                 pmd = pmd_offset(pud, start);
1290
1291                 set_pmd(pmd, pmd_mkhuge(pfn_pmd(cpa->pfn,
1292                                         canon_pgprot(pmd_pgprot))));
1293
1294                 start     += PMD_SIZE;
1295                 cpa->pfn  += PMD_SIZE >> PAGE_SHIFT;
1296                 cur_pages += PMD_SIZE >> PAGE_SHIFT;
1297         }
1298
1299         /*
1300          * Map trailing 4K pages.
1301          */
1302         if (start < end) {
1303                 pmd = pmd_offset(pud, start);
1304                 if (pmd_none(*pmd))
1305                         if (alloc_pte_page(pmd))
1306                                 return -1;
1307
1308                 populate_pte(cpa, start, end, num_pages - cur_pages,
1309                              pmd, pgprot);
1310         }
1311         return num_pages;
1312 }
1313
1314 static int populate_pud(struct cpa_data *cpa, unsigned long start, p4d_t *p4d,
1315                         pgprot_t pgprot)
1316 {
1317         pud_t *pud;
1318         unsigned long end;
1319         long cur_pages = 0;
1320         pgprot_t pud_pgprot;
1321
1322         end = start + (cpa->numpages << PAGE_SHIFT);
1323
1324         /*
1325          * Not on a Gb page boundary? => map everything up to it with
1326          * smaller pages.
1327          */
1328         if (start & (PUD_SIZE - 1)) {
1329                 unsigned long pre_end;
1330                 unsigned long next_page = (start + PUD_SIZE) & PUD_MASK;
1331
1332                 pre_end   = min_t(unsigned long, end, next_page);
1333                 cur_pages = (pre_end - start) >> PAGE_SHIFT;
1334                 cur_pages = min_t(int, (int)cpa->numpages, cur_pages);
1335
1336                 pud = pud_offset(p4d, start);
1337
1338                 /*
1339                  * Need a PMD page?
1340                  */
1341                 if (pud_none(*pud))
1342                         if (alloc_pmd_page(pud))
1343                                 return -1;
1344
1345                 cur_pages = populate_pmd(cpa, start, pre_end, cur_pages,
1346                                          pud, pgprot);
1347                 if (cur_pages < 0)
1348                         return cur_pages;
1349
1350                 start = pre_end;
1351         }
1352
1353         /* We mapped them all? */
1354         if (cpa->numpages == cur_pages)
1355                 return cur_pages;
1356
1357         pud = pud_offset(p4d, start);
1358         pud_pgprot = pgprot_4k_2_large(pgprot);
1359
1360         /*
1361          * Map everything starting from the Gb boundary, possibly with 1G pages
1362          */
1363         while (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES) && end - start >= PUD_SIZE) {
1364                 set_pud(pud, pud_mkhuge(pfn_pud(cpa->pfn,
1365                                    canon_pgprot(pud_pgprot))));
1366
1367                 start     += PUD_SIZE;
1368                 cpa->pfn  += PUD_SIZE >> PAGE_SHIFT;
1369                 cur_pages += PUD_SIZE >> PAGE_SHIFT;
1370                 pud++;
1371         }
1372
1373         /* Map trailing leftover */
1374         if (start < end) {
1375                 long tmp;
1376
1377                 pud = pud_offset(p4d, start);
1378                 if (pud_none(*pud))
1379                         if (alloc_pmd_page(pud))
1380                                 return -1;
1381
1382                 tmp = populate_pmd(cpa, start, end, cpa->numpages - cur_pages,
1383                                    pud, pgprot);
1384                 if (tmp < 0)
1385                         return cur_pages;
1386
1387                 cur_pages += tmp;
1388         }
1389         return cur_pages;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Restrictions for kernel page table do not necessarily apply when mapping in
1394  * an alternate PGD.
1395  */
1396 static int populate_pgd(struct cpa_data *cpa, unsigned long addr)
1397 {
1398         pgprot_t pgprot = __pgprot(_KERNPG_TABLE);
1399         pud_t *pud = NULL;      /* shut up gcc */
1400         p4d_t *p4d;
1401         pgd_t *pgd_entry;
1402         long ret;
1403
1404         pgd_entry = cpa->pgd + pgd_index(addr);
1405
1406         if (pgd_none(*pgd_entry)) {
1407                 p4d = (p4d_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1408                 if (!p4d)
1409                         return -1;
1410
1411                 set_pgd(pgd_entry, __pgd(__pa(p4d) | _KERNPG_TABLE));
1412         }
1413
1414         /*
1415          * Allocate a PUD page and hand it down for mapping.
1416          */
1417         p4d = p4d_offset(pgd_entry, addr);
1418         if (p4d_none(*p4d)) {
1419                 pud = (pud_t *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1420                 if (!pud)
1421                         return -1;
1422
1423                 set_p4d(p4d, __p4d(__pa(pud) | _KERNPG_TABLE));
1424         }
1425
1426         pgprot_val(pgprot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
1427         pgprot_val(pgprot) |=  pgprot_val(cpa->mask_set);
1428
1429         ret = populate_pud(cpa, addr, p4d, pgprot);
1430         if (ret < 0) {
1431                 /*
1432                  * Leave the PUD page in place in case some other CPU or thread
1433                  * already found it, but remove any useless entries we just
1434                  * added to it.
1435                  */
1436                 unmap_pud_range(p4d, addr,
1437                                 addr + (cpa->numpages << PAGE_SHIFT));
1438                 return ret;
1439         }
1440
1441         cpa->numpages = ret;
1442         return 0;
1443 }
1444
1445 static int __cpa_process_fault(struct cpa_data *cpa, unsigned long vaddr,
1446                                int primary)
1447 {
1448         if (cpa->pgd) {
1449                 /*
1450                  * Right now, we only execute this code path when mapping
1451                  * the EFI virtual memory map regions, no other users
1452                  * provide a ->pgd value. This may change in the future.
1453                  */
1454                 return populate_pgd(cpa, vaddr);
1455         }
1456
1457         /*
1458          * Ignore all non primary paths.
1459          */
1460         if (!primary) {
1461                 cpa->numpages = 1;
1462                 return 0;
1463         }
1464
1465         /*
1466          * Ignore the NULL PTE for kernel identity mapping, as it is expected
1467          * to have holes.
1468          * Also set numpages to '1' indicating that we processed cpa req for
1469          * one virtual address page and its pfn. TBD: numpages can be set based
1470          * on the initial value and the level returned by lookup_address().
1471          */
1472         if (within(vaddr, PAGE_OFFSET,
1473                    PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT))) {
1474                 cpa->numpages = 1;
1475                 cpa->pfn = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1476                 return 0;
1477
1478         } else if (__cpa_pfn_in_highmap(cpa->pfn)) {
1479                 /* Faults in the highmap are OK, so do not warn: */
1480                 return -EFAULT;
1481         } else {
1482                 WARN(1, KERN_WARNING "CPA: called for zero pte. "
1483                         "vaddr = %lx cpa->vaddr = %lx\n", vaddr,
1484                         *cpa->vaddr);
1485
1486                 return -EFAULT;
1487         }
1488 }
1489
1490 static int __change_page_attr(struct cpa_data *cpa, int primary)
1491 {
1492         unsigned long address;
1493         int do_split, err;
1494         unsigned int level;
1495         pte_t *kpte, old_pte;
1496
1497         address = __cpa_addr(cpa, cpa->curpage);
1498 repeat:
1499         kpte = _lookup_address_cpa(cpa, address, &level);
1500         if (!kpte)
1501                 return __cpa_process_fault(cpa, address, primary);
1502
1503         old_pte = *kpte;
1504         if (pte_none(old_pte))
1505                 return __cpa_process_fault(cpa, address, primary);
1506
1507         if (level == PG_LEVEL_4K) {
1508                 pte_t new_pte;
1509                 pgprot_t new_prot = pte_pgprot(old_pte);
1510                 unsigned long pfn = pte_pfn(old_pte);
1511
1512                 pgprot_val(new_prot) &= ~pgprot_val(cpa->mask_clr);
1513                 pgprot_val(new_prot) |= pgprot_val(cpa->mask_set);
1514
1515                 cpa_inc_4k_install();
1516                 /* Hand in lpsize = 0 to enforce the protection mechanism */
1517                 new_prot = static_protections(new_prot, address, pfn, 1, 0,
1518                                               CPA_PROTECT);
1519
1520                 new_prot = pgprot_clear_protnone_bits(new_prot);
1521
1522                 /*
1523                  * We need to keep the pfn from the existing PTE,
1524                  * after all we're only going to change it's attributes
1525                  * not the memory it points to
1526                  */
1527                 new_pte = pfn_pte(pfn, new_prot);
1528                 cpa->pfn = pfn;
1529                 /*
1530                  * Do we really change anything ?
1531                  */
1532                 if (pte_val(old_pte) != pte_val(new_pte)) {
1533                         set_pte_atomic(kpte, new_pte);
1534                         cpa->flags |= CPA_FLUSHTLB;
1535                 }
1536                 cpa->numpages = 1;
1537                 return 0;
1538         }
1539
1540         /*
1541          * Check, whether we can keep the large page intact
1542          * and just change the pte:
1543          */
1544         do_split = should_split_large_page(kpte, address, cpa);
1545         /*
1546          * When the range fits into the existing large page,
1547          * return. cp->numpages and cpa->tlbflush have been updated in
1548          * try_large_page:
1549          */
1550         if (do_split <= 0)
1551                 return do_split;
1552
1553         /*
1554          * We have to split the large page:
1555          */
1556         err = split_large_page(cpa, kpte, address);
1557         if (!err)
1558                 goto repeat;
1559
1560         return err;
1561 }
1562
1563 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias);
1564
1565 static int cpa_process_alias(struct cpa_data *cpa)
1566 {
1567         struct cpa_data alias_cpa;
1568         unsigned long laddr = (unsigned long)__va(cpa->pfn << PAGE_SHIFT);
1569         unsigned long vaddr;
1570         int ret;
1571
1572         if (!pfn_range_is_mapped(cpa->pfn, cpa->pfn + 1))
1573                 return 0;
1574
1575         /*
1576          * No need to redo, when the primary call touched the direct
1577          * mapping already:
1578          */
1579         vaddr = __cpa_addr(cpa, cpa->curpage);
1580         if (!(within(vaddr, PAGE_OFFSET,
1581                     PAGE_OFFSET + (max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT)))) {
1582
1583                 alias_cpa = *cpa;
1584                 alias_cpa.vaddr = &laddr;
1585                 alias_cpa.flags &= ~(CPA_PAGES_ARRAY | CPA_ARRAY);
1586                 alias_cpa.curpage = 0;
1587
1588                 cpa->force_flush_all = 1;
1589
1590                 ret = __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
1591                 if (ret)
1592                         return ret;
1593         }
1594
1595 #ifdef CONFIG_X86_64
1596         /*
1597          * If the primary call didn't touch the high mapping already
1598          * and the physical address is inside the kernel map, we need
1599          * to touch the high mapped kernel as well:
1600          */
1601         if (!within(vaddr, (unsigned long)_text, _brk_end) &&
1602             __cpa_pfn_in_highmap(cpa->pfn)) {
1603                 unsigned long temp_cpa_vaddr = (cpa->pfn << PAGE_SHIFT) +
1604                                                __START_KERNEL_map - phys_base;
1605                 alias_cpa = *cpa;
1606                 alias_cpa.vaddr = &temp_cpa_vaddr;
1607                 alias_cpa.flags &= ~(CPA_PAGES_ARRAY | CPA_ARRAY);
1608                 alias_cpa.curpage = 0;
1609
1610                 cpa->force_flush_all = 1;
1611                 /*
1612                  * The high mapping range is imprecise, so ignore the
1613                  * return value.
1614                  */
1615                 __change_page_attr_set_clr(&alias_cpa, 0);
1616         }
1617 #endif
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static int __change_page_attr_set_clr(struct cpa_data *cpa, int checkalias)
1623 {
1624         unsigned long numpages = cpa->numpages;
1625         unsigned long rempages = numpages;
1626         int ret = 0;
1627
1628         while (rempages) {
1629                 /*
1630                  * Store the remaining nr of pages for the large page
1631                  * preservation check.
1632                  */
1633                 cpa->numpages = rempages;
1634                 /* for array changes, we can't use large page */
1635                 if (cpa->flags & (CPA_ARRAY | CPA_PAGES_ARRAY))
1636                         cpa->numpages = 1;
1637
1638                 if (!debug_pagealloc_enabled())
1639                         spin_lock(&cpa_lock);
1640                 ret = __change_page_attr(cpa, checkalias);
1641                 if (!debug_pagealloc_enabled())
1642                         spin_unlock(&cpa_lock);
1643                 if (ret)
1644                         goto out;
1645
1646                 if (checkalias) {
1647                         ret = cpa_process_alias(cpa);
1648                         if (ret)
1649                                 goto out;
1650                 }
1651
1652                 /*
1653                  * Adjust the number of pages with the result of the
1654                  * CPA operation. Either a large page has been
1655                  * preserved or a single page update happened.
1656                  */
1657                 BUG_ON(cpa->numpages > rempages || !cpa->numpages);
1658                 rempages -= cpa->numpages;
1659                 cpa->curpage += cpa->numpages;
1660         }
1661
1662 out:
1663         /* Restore the original numpages */
1664         cpa->numpages = numpages;
1665         return ret;
1666 }
1667
1668 static int change_page_attr_set_clr(unsigned long *addr, int numpages,
1669                                     pgprot_t mask_set, pgprot_t mask_clr,
1670                                     int force_split, int in_flag,
1671                                     struct page **pages)
1672 {
1673         struct cpa_data cpa;
1674         int ret, cache, checkalias;
1675
1676         memset(&cpa, 0, sizeof(cpa));
1677
1678         /*
1679          * Check, if we are requested to set a not supported
1680          * feature.  Clearing non-supported features is OK.
1681          */
1682         mask_set = canon_pgprot(mask_set);
1683
1684         if (!pgprot_val(mask_set) && !pgprot_val(mask_clr) && !force_split)
1685                 return 0;
1686
1687         /* Ensure we are PAGE_SIZE aligned */
1688         if (in_flag & CPA_ARRAY) {
1689                 int i;
1690                 for (i = 0; i < numpages; i++) {
1691                         if (addr[i] & ~PAGE_MASK) {
1692                                 addr[i] &= PAGE_MASK;
1693                                 WARN_ON_ONCE(1);
1694                         }
1695                 }
1696         } else if (!(in_flag & CPA_PAGES_ARRAY)) {
1697                 /*
1698                  * in_flag of CPA_PAGES_ARRAY implies it is aligned.
1699                  * No need to check in that case
1700                  */
1701                 if (*addr & ~PAGE_MASK) {
1702                         *addr &= PAGE_MASK;
1703                         /*
1704                          * People should not be passing in unaligned addresses:
1705                          */
1706                         WARN_ON_ONCE(1);
1707                 }
1708         }
1709
1710         /* Must avoid aliasing mappings in the highmem code */
1711         kmap_flush_unused();
1712
1713         vm_unmap_aliases();
1714
1715         cpa.vaddr = addr;
1716         cpa.pages = pages;
1717         cpa.numpages = numpages;
1718         cpa.mask_set = mask_set;
1719         cpa.mask_clr = mask_clr;
1720         cpa.flags = 0;
1721         cpa.curpage = 0;
1722         cpa.force_split = force_split;
1723
1724         if (in_flag & (CPA_ARRAY | CPA_PAGES_ARRAY))
1725                 cpa.flags |= in_flag;
1726
1727         /* No alias checking for _NX bit modifications */
1728         checkalias = (pgprot_val(mask_set) | pgprot_val(mask_clr)) != _PAGE_NX;
1729         /* Has caller explicitly disabled alias checking? */
1730         if (in_flag & CPA_NO_CHECK_ALIAS)
1731                 checkalias = 0;
1732
1733         ret = __change_page_attr_set_clr(&cpa, checkalias);
1734
1735         /*
1736          * Check whether we really changed something:
1737          */
1738         if (!(cpa.flags & CPA_FLUSHTLB))
1739                 goto out;
1740
1741         /*
1742          * No need to flush, when we did not set any of the caching
1743          * attributes:
1744          */
1745         cache = !!pgprot2cachemode(mask_set);
1746
1747         /*
1748          * On error; flush everything to be sure.
1749          */
1750         if (ret) {
1751                 cpa_flush_all(cache);
1752                 goto out;
1753         }
1754
1755         cpa_flush(&cpa, cache);
1756 out:
1757         return ret;
1758 }
1759
1760 static inline int change_page_attr_set(unsigned long *addr, int numpages,
1761                                        pgprot_t mask, int array)
1762 {
1763         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, mask, __pgprot(0), 0,
1764                 (array ? CPA_ARRAY : 0), NULL);
1765 }
1766
1767 static inline int change_page_attr_clear(unsigned long *addr, int numpages,
1768                                          pgprot_t mask, int array)
1769 {
1770         return change_page_attr_set_clr(addr, numpages, __pgprot(0), mask, 0,
1771                 (array ? CPA_ARRAY : 0), NULL);
1772 }
1773
1774 static inline int cpa_set_pages_array(struct page **pages, int numpages,
1775                                        pgprot_t mask)
1776 {
1777         return change_page_attr_set_clr(NULL, numpages, mask, __pgprot(0), 0,
1778                 CPA_PAGES_ARRAY, pages);
1779 }
1780
1781 static inline int cpa_clear_pages_array(struct page **pages, int numpages,
1782                                          pgprot_t mask)
1783 {
1784         return change_page_attr_set_clr(NULL, numpages, __pgprot(0), mask, 0,
1785                 CPA_PAGES_ARRAY, pages);
1786 }
1787
1788 int _set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
1789 {
1790         /*
1791          * for now UC MINUS. see comments in ioremap_nocache()
1792          * If you really need strong UC use ioremap_uc(), but note
1793          * that you cannot override IO areas with set_memory_*() as
1794          * these helpers cannot work with IO memory.
1795          */
1796         return change_page_attr_set(&addr, numpages,
1797                                     cachemode2pgprot(_PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS),
1798                                     0);
1799 }
1800
1801 int set_memory_uc(unsigned long addr, int numpages)
1802 {
1803         int ret;
1804
1805         /*
1806          * for now UC MINUS. see comments in ioremap_nocache()
1807          */
1808         ret = reserve_memtype(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE,
1809                               _PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS, NULL);
1810         if (ret)
1811                 goto out_err;
1812
1813         ret = _set_memory_uc(addr, numpages);
1814         if (ret)
1815                 goto out_free;
1816
1817         return 0;
1818
1819 out_free:
1820         free_memtype(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE);
1821 out_err:
1822         return ret;
1823 }
1824 EXPORT_SYMBOL(set_memory_uc);
1825
1826 int _set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
1827 {
1828         int ret;
1829
1830         ret = change_page_attr_set(&addr, numpages,
1831                                    cachemode2pgprot(_PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS),
1832                                    0);
1833         if (!ret) {
1834                 ret = change_page_attr_set_clr(&addr, numpages,
1835                                                cachemode2pgprot(_PAGE_CACHE_MODE_WC),
1836                                                __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK),
1837                                                0, 0, NULL);
1838         }
1839         return ret;
1840 }
1841
1842 int set_memory_wc(unsigned long addr, int numpages)
1843 {
1844         int ret;
1845
1846         ret = reserve_memtype(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE,
1847                 _PAGE_CACHE_MODE_WC, NULL);
1848         if (ret)
1849                 return ret;
1850
1851         ret = _set_memory_wc(addr, numpages);
1852         if (ret)
1853                 free_memtype(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE);
1854
1855         return ret;
1856 }
1857 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wc);
1858
1859 int _set_memory_wt(unsigned long addr, int numpages)
1860 {
1861         return change_page_attr_set(&addr, numpages,
1862                                     cachemode2pgprot(_PAGE_CACHE_MODE_WT), 0);
1863 }
1864
1865 int _set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
1866 {
1867         /* WB cache mode is hard wired to all cache attribute bits being 0 */
1868         return change_page_attr_clear(&addr, numpages,
1869                                       __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK), 0);
1870 }
1871
1872 int set_memory_wb(unsigned long addr, int numpages)
1873 {
1874         int ret;
1875
1876         ret = _set_memory_wb(addr, numpages);
1877         if (ret)
1878                 return ret;
1879
1880         free_memtype(__pa(addr), __pa(addr) + numpages * PAGE_SIZE);
1881         return 0;
1882 }
1883 EXPORT_SYMBOL(set_memory_wb);
1884
1885 int set_memory_x(unsigned long addr, int numpages)
1886 {
1887         if (!(__supported_pte_mask & _PAGE_NX))
1888                 return 0;
1889
1890         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX), 0);
1891 }
1892
1893 int set_memory_nx(unsigned long addr, int numpages)
1894 {
1895         if (!(__supported_pte_mask & _PAGE_NX))
1896                 return 0;
1897
1898         return change_page_attr_set(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_NX), 0);
1899 }
1900
1901 int set_memory_ro(unsigned long addr, int numpages)
1902 {
1903         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW), 0);
1904 }
1905
1906 int set_memory_rw(unsigned long addr, int numpages)
1907 {
1908         return change_page_attr_set(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_RW), 0);
1909 }
1910
1911 int set_memory_np(unsigned long addr, int numpages)
1912 {
1913         return change_page_attr_clear(&addr, numpages, __pgprot(_PAGE_PRESENT), 0);
1914 }
1915
1916 int set_memory_np_noalias(unsigned long addr, int numpages)
1917 {
1918         int cpa_flags = CPA_NO_CHECK_ALIAS;
1919
1920         return change_page_attr_set_clr(&addr, numpages, __pgprot(0),
1921                                         __pgprot(_PAGE_PRESENT), 0,
1922                                         cpa_flags, NULL);
1923 }
1924
1925 int set_memory_4k(unsigned long addr, int numpages)
1926 {
1927         return change_page_attr_set_clr(&addr, numpages, __pgprot(0),
1928                                         __pgprot(0), 1, 0, NULL);
1929 }
1930
1931 int set_memory_nonglobal(unsigned long addr, int numpages)
1932 {
1933         return change_page_attr_clear(&addr, numpages,
1934                                       __pgprot(_PAGE_GLOBAL), 0);
1935 }
1936
1937 int set_memory_global(unsigned long addr, int numpages)
1938 {
1939         return change_page_attr_set(&addr, numpages,
1940                                     __pgprot(_PAGE_GLOBAL), 0);
1941 }
1942
1943 static int __set_memory_enc_dec(unsigned long addr, int numpages, bool enc)
1944 {
1945         struct cpa_data cpa;
1946         int ret;
1947
1948         /* Nothing to do if memory encryption is not active */
1949         if (!mem_encrypt_active())
1950                 return 0;
1951
1952         /* Should not be working on unaligned addresses */
1953         if (WARN_ONCE(addr & ~PAGE_MASK, "misaligned address: %#lx\n", addr))
1954                 addr &= PAGE_MASK;
1955
1956         memset(&cpa, 0, sizeof(cpa));
1957         cpa.vaddr = &addr;
1958         cpa.numpages = numpages;
1959         cpa.mask_set = enc ? __pgprot(_PAGE_ENC) : __pgprot(0);
1960         cpa.mask_clr = enc ? __pgprot(0) : __pgprot(_PAGE_ENC);
1961         cpa.pgd = init_mm.pgd;
1962
1963         /* Must avoid aliasing mappings in the highmem code */
1964         kmap_flush_unused();
1965         vm_unmap_aliases();
1966
1967         /*
1968          * Before changing the encryption attribute, we need to flush caches.
1969          */
1970         cpa_flush(&cpa, !this_cpu_has(X86_FEATURE_SME_COHERENT));
1971
1972         ret = __change_page_attr_set_clr(&cpa, 1);
1973
1974         /*
1975          * After changing the encryption attribute, we need to flush TLBs again
1976          * in case any speculative TLB caching occurred (but no need to flush
1977          * caches again).  We could just use cpa_flush_all(), but in case TLB
1978          * flushing gets optimized in the cpa_flush() path use the same logic
1979          * as above.
1980          */
1981         cpa_flush(&cpa, 0);
1982
1983         return ret;
1984 }
1985
1986 int set_memory_encrypted(unsigned long addr, int numpages)
1987 {
1988         return __set_memory_enc_dec(addr, numpages, true);
1989 }
1990 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_memory_encrypted);
1991
1992 int set_memory_decrypted(unsigned long addr, int numpages)
1993 {
1994         return __set_memory_enc_dec(addr, numpages, false);
1995 }
1996 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_memory_decrypted);
1997
1998 int set_pages_uc(struct page *page, int numpages)
1999 {
2000         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
2001
2002         return set_memory_uc(addr, numpages);
2003 }
2004 EXPORT_SYMBOL(set_pages_uc);
2005
2006 static int _set_pages_array(struct page **pages, int numpages,
2007                 enum page_cache_mode new_type)
2008 {
2009         unsigned long start;
2010         unsigned long end;
2011         enum page_cache_mode set_type;
2012         int i;
2013         int free_idx;
2014         int ret;
2015
2016         for (i = 0; i < numpages; i++) {
2017                 if (PageHighMem(pages[i]))
2018                         continue;
2019                 start = page_to_pfn(pages[i]) << PAGE_SHIFT;
2020                 end = start + PAGE_SIZE;
2021                 if (reserve_memtype(start, end, new_type, NULL))
2022                         goto err_out;
2023         }
2024
2025         /* If WC, set to UC- first and then WC */
2026         set_type = (new_type == _PAGE_CACHE_MODE_WC) ?
2027                                 _PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS : new_type;
2028
2029         ret = cpa_set_pages_array(pages, numpages,
2030                                   cachemode2pgprot(set_type));
2031         if (!ret && new_type == _PAGE_CACHE_MODE_WC)
2032                 ret = change_page_attr_set_clr(NULL, numpages,
2033                                                cachemode2pgprot(
2034                                                 _PAGE_CACHE_MODE_WC),
2035                                                __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK),
2036                                                0, CPA_PAGES_ARRAY, pages);
2037         if (ret)
2038                 goto err_out;
2039         return 0; /* Success */
2040 err_out:
2041         free_idx = i;
2042         for (i = 0; i < free_idx; i++) {
2043                 if (PageHighMem(pages[i]))
2044                         continue;
2045                 start = page_to_pfn(pages[i]) << PAGE_SHIFT;
2046                 end = start + PAGE_SIZE;
2047                 free_memtype(start, end);
2048         }
2049         return -EINVAL;
2050 }
2051
2052 int set_pages_array_uc(struct page **pages, int numpages)
2053 {
2054         return _set_pages_array(pages, numpages, _PAGE_CACHE_MODE_UC_MINUS);
2055 }
2056 EXPORT_SYMBOL(set_pages_array_uc);
2057
2058 int set_pages_array_wc(struct page **pages, int numpages)
2059 {
2060         return _set_pages_array(pages, numpages, _PAGE_CACHE_MODE_WC);
2061 }
2062 EXPORT_SYMBOL(set_pages_array_wc);
2063
2064 int set_pages_array_wt(struct page **pages, int numpages)
2065 {
2066         return _set_pages_array(pages, numpages, _PAGE_CACHE_MODE_WT);
2067 }
2068 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_pages_array_wt);
2069
2070 int set_pages_wb(struct page *page, int numpages)
2071 {
2072         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
2073
2074         return set_memory_wb(addr, numpages);
2075 }
2076 EXPORT_SYMBOL(set_pages_wb);
2077
2078 int set_pages_array_wb(struct page **pages, int numpages)
2079 {
2080         int retval;
2081         unsigned long start;
2082         unsigned long end;
2083         int i;
2084
2085         /* WB cache mode is hard wired to all cache attribute bits being 0 */
2086         retval = cpa_clear_pages_array(pages, numpages,
2087                         __pgprot(_PAGE_CACHE_MASK));
2088         if (retval)
2089                 return retval;
2090
2091         for (i = 0; i < numpages; i++) {
2092                 if (PageHighMem(pages[i]))
2093                         continue;
2094                 start = page_to_pfn(pages[i]) << PAGE_SHIFT;
2095                 end = start + PAGE_SIZE;
2096                 free_memtype(start, end);
2097         }
2098
2099         return 0;
2100 }
2101 EXPORT_SYMBOL(set_pages_array_wb);
2102
2103 int set_pages_ro(struct page *page, int numpages)
2104 {
2105         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
2106
2107         return set_memory_ro(addr, numpages);
2108 }
2109
2110 int set_pages_rw(struct page *page, int numpages)
2111 {
2112         unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
2113
2114         return set_memory_rw(addr, numpages);
2115 }
2116
2117 static int __set_pages_p(struct page *page, int numpages)
2118 {
2119         unsigned long tempaddr = (unsigned long) page_address(page);
2120         struct cpa_data cpa = { .vaddr = &tempaddr,
2121                                 .pgd = NULL,
2122                                 .numpages = numpages,
2123                                 .mask_set = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
2124                                 .mask_clr = __pgprot(0),
2125                                 .flags = 0};
2126
2127         /*
2128          * No alias checking needed for setting present flag. otherwise,
2129          * we may need to break large pages for 64-bit kernel text
2130          * mappings (this adds to complexity if we want to do this from
2131          * atomic context especially). Let's keep it simple!
2132          */
2133         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
2134 }
2135
2136 static int __set_pages_np(struct page *page, int numpages)
2137 {
2138         unsigned long tempaddr = (unsigned long) page_address(page);
2139         struct cpa_data cpa = { .vaddr = &tempaddr,
2140                                 .pgd = NULL,
2141                                 .numpages = numpages,
2142                                 .mask_set = __pgprot(0),
2143                                 .mask_clr = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
2144                                 .flags = 0};
2145
2146         /*
2147          * No alias checking needed for setting not present flag. otherwise,
2148          * we may need to break large pages for 64-bit kernel text
2149          * mappings (this adds to complexity if we want to do this from
2150          * atomic context especially). Let's keep it simple!
2151          */
2152         return __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
2153 }
2154
2155 int set_direct_map_invalid_noflush(struct page *page)
2156 {
2157         return __set_pages_np(page, 1);
2158 }
2159
2160 int set_direct_map_default_noflush(struct page *page)
2161 {
2162         return __set_pages_p(page, 1);
2163 }
2164
2165 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2166 {
2167         if (PageHighMem(page))
2168                 return;
2169         if (!enable) {
2170                 debug_check_no_locks_freed(page_address(page),
2171                                            numpages * PAGE_SIZE);
2172         }
2173
2174         /*
2175          * The return value is ignored as the calls cannot fail.
2176          * Large pages for identity mappings are not used at boot time
2177          * and hence no memory allocations during large page split.
2178          */
2179         if (enable)
2180                 __set_pages_p(page, numpages);
2181         else
2182                 __set_pages_np(page, numpages);
2183
2184         /*
2185          * We should perform an IPI and flush all tlbs,
2186          * but that can deadlock->flush only current cpu.
2187          * Preemption needs to be disabled around __flush_tlb_all() due to
2188          * CR3 reload in __native_flush_tlb().
2189          */
2190         preempt_disable();
2191         __flush_tlb_all();
2192         preempt_enable();
2193
2194         arch_flush_lazy_mmu_mode();
2195 }
2196
2197 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
2198 bool kernel_page_present(struct page *page)
2199 {
2200         unsigned int level;
2201         pte_t *pte;
2202
2203         if (PageHighMem(page))
2204                 return false;
2205
2206         pte = lookup_address((unsigned long)page_address(page), &level);
2207         return (pte_val(*pte) & _PAGE_PRESENT);
2208 }
2209 #endif /* CONFIG_HIBERNATION */
2210
2211 int __init kernel_map_pages_in_pgd(pgd_t *pgd, u64 pfn, unsigned long address,
2212                                    unsigned numpages, unsigned long page_flags)
2213 {
2214         int retval = -EINVAL;
2215
2216         struct cpa_data cpa = {
2217                 .vaddr = &address,
2218                 .pfn = pfn,
2219                 .pgd = pgd,
2220                 .numpages = numpages,
2221                 .mask_set = __pgprot(0),
2222                 .mask_clr = __pgprot(~page_flags & (_PAGE_NX|_PAGE_RW)),
2223                 .flags = 0,
2224         };
2225
2226         WARN_ONCE(num_online_cpus() > 1, "Don't call after initializing SMP");
2227
2228         if (!(__supported_pte_mask & _PAGE_NX))
2229                 goto out;
2230
2231         if (!(page_flags & _PAGE_ENC))
2232                 cpa.mask_clr = pgprot_encrypted(cpa.mask_clr);
2233
2234         cpa.mask_set = __pgprot(_PAGE_PRESENT | page_flags);
2235
2236         retval = __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
2237         __flush_tlb_all();
2238
2239 out:
2240         return retval;
2241 }
2242
2243 /*
2244  * __flush_tlb_all() flushes mappings only on current CPU and hence this
2245  * function shouldn't be used in an SMP environment. Presently, it's used only
2246  * during boot (way before smp_init()) by EFI subsystem and hence is ok.
2247  */
2248 int __init kernel_unmap_pages_in_pgd(pgd_t *pgd, unsigned long address,
2249                                      unsigned long numpages)
2250 {
2251         int retval;
2252
2253         /*
2254          * The typical sequence for unmapping is to find a pte through
2255          * lookup_address_in_pgd() (ideally, it should never return NULL because
2256          * the address is already mapped) and change it's protections. As pfn is
2257          * the *target* of a mapping, it's not useful while unmapping.
2258          */
2259         struct cpa_data cpa = {
2260                 .vaddr          = &address,
2261                 .pfn            = 0,
2262                 .pgd            = pgd,
2263                 .numpages       = numpages,
2264                 .mask_set       = __pgprot(0),
2265                 .mask_clr       = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW),
2266                 .flags          = 0,
2267         };
2268
2269         WARN_ONCE(num_online_cpus() > 1, "Don't call after initializing SMP");
2270
2271         retval = __change_page_attr_set_clr(&cpa, 0);
2272         __flush_tlb_all();
2273
2274         return retval;
2275 }
2276
2277 /*
2278  * The testcases use internal knowledge of the implementation that shouldn't
2279  * be exposed to the rest of the kernel. Include these directly here.
2280  */
2281 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
2282 #include "pageattr-test.c"
2283 #endif